先看一个实验室常见的场景
跑胶、转膜、孵抗体——WB 是多数实验室每周都在做的常规操作,而 Marker 是整条流程里的标尺:泳道该切哪里、条带是不是目的蛋白、转膜有没有转过头,都靠它对位置。
标尺一歪,后面全乱。
但这些情况,你可能也遇到过
说明书标着 40 kDa 的蛋白,条带却稳稳停在 48 kDa 的位置;
同一支 Marker,换了块预制胶,整排条带集体「漂移」,高低调换了位置;
胶上跑得清清楚楚,WB 显影后 Marker 泳道却多出几条说不清的「幽灵带」;
组会汇报,被一句「你这个蛋白到底多大」问得没底。
多数人的第一反应是:这支 Marker 是不是坏了?
Marker 真的不准吗?
事实上:绝大多数「跑不准」,不是产品坏了,而是两件事没想明白——SDS-PAGE 这套方法本身的特性,和几个没控住的细节。
先说原理,再说怎么排查。
SDS-PAGE 测的从来不是「理论分子量」
SDS 之所以能让蛋白按大小分开,靠的是「饱和结合」:把蛋白拆成线性长链,按约 1:1.4(w/w)的比例、平均每 1.87 个氨基酸挂 1 个 SDS 分子,让每条肽链带上密度一致的负电荷——跑得快慢,就基本只取决于分子量。
但饱和结合有三个前提:游离 SDS 单体浓度够高、蛋白自身电荷能被完全屏蔽、蛋白不带影响迁移的修饰。任何一条不满足,迁移就会偏。
所以 SDS-PAGE 给出的是「表观分子量」—— 一个以标准品为参照的相对值。它和氨基酸序列算出来的理论值之间,本来就不承诺逐一对齐。理解了这一点,下面四类现象就都好解释了。
四类「跑不准」,逐个拆解
1
换了缓冲体系,条带整体漂移。
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体系 pH 直接改变 SDS 与蛋白的结合效率:经典 Tris-Glycine 分离胶 pH 8.8,Bis-Tris 体系则是中性 pH(6.4~7.2)。典型如 6×His 标签蛋白——碱性条件下 His 咪唑基带正电,SDS 结合量下降,表观分子量偏大约 1 kDa;换到中性体系基本回归理论值。预染 Marker 的染料偶联会进一步放大这种体系依赖性,这是预染标准品的行业共性,不是某一家产品的缺陷。
对策:判读时对照说明书提供的对应体系校准图谱,不做跨体系直接比较;需要精确分子量时,用非预染 Marker 同胶标定。
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同一蛋白(或同一支 Marker)在不同缓冲体系位置对比,直观呈现「为什么会不一样」
2
条带位置和理论值对不上。
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方向不一、幅度不定?这多数不是「跑错了」,而是五类影响因素在起作用:氨基酸组成(疏水残基多则偏小)、缓冲体系 pH、天然电荷屏蔽不完全(强碱性蛋白如溶菌酶,净负电荷少约 12%,迁移慢、表观偏大)、游离 SDS 单体不足、以及糖基化等翻译后修饰(偏大数 kDa 到数十 kDa 都有可能)。
对策:别拿理论值目测对比。用相对迁移率 Rf(条带迁移距离 ÷ 染料前沿距离)对 Marker 分子量作标准曲线回归,R² ≥ 0.99 不难达到;大、中、小分子量区段函数形式不同,分段拟合更准。糖基化蛋白可结合去修饰酶处理或同体系文献值综合判断。
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3
条带模糊、弥散、拖尾。
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最常见的元凶是游离 SDS 单体浓度不够:高于 1 mM 时蛋白-SDS 达到饱和结合,迁移率线性最好;降到 0.5 mM 时结合比只剩 1:0.4,条带严重弥散。电泳缓冲液反复使用、样品含高盐,都会拉低有效单体浓度。此外,变性不充分(还原剂失效会形成二聚体「假条带」)、Marker 反复冻融、电压过高产热,也都会让条带变丑。
对策:电泳缓冲液新鲜配制,重复使用不超过 2~3 次;高盐样品先脱盐;上样缓冲液保证足量 SDS 和新鲜还原剂,70~90 ℃ 加热 5~10 min(Tris-Tricine / Bis-Tris 体系建议 70 ℃、10 min 温和变性);Marker 分装冻存、避免反复冻融,上样前解冻混匀;经典电泳参数浓缩胶 80 V、分离胶 120 V 恒压,注意散热。
4
WB 显影后 Marker 区域出现杂带。
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这是抗体与 Marker 重组蛋白组分的免疫交叉反应,不是 Marker「跑歪」。二抗非特异识别最常见;Marker 组分纯度不足时会进一步放大。
对策:最简单有效的一招——孵抗体前把 Marker 所在膜条剪开单独处理;再配合更换经交叉吸附处理的二抗、优化封闭与洗涤即可。
划重点:预染 Marker 准不准,别用「比位置」来判断
判断一支预染 Marker 准不准,很多同学习惯的做法是:把两个品牌的预染 Marker 上到同一块胶上,看条带对不对得齐——对不齐就断定「某支不准」。
这个思路本身就有问题:预染 Marker 的染料偶联都会带来体系依赖的表观偏差,两支都「偏」的产物互相比位置,谁也没资格当裁判。位置对不上,只能说明两者的染料修饰不同,不能说明谁不准。
正确的方法只有一个:用非预染 Marker 在同一块胶上校准预染 Marker。
非预染 Marker 不带染料修饰,分子量标定是行业金标准。以它制作标准曲线,再看预染 Marker 各条带的实际落点与标示值的吻合程度——这才是客观、可重复的判断依据。同一块胶、同一体系、同一批条件,变量全部拉平,结论才立得住。
这也是评价任何一支预染 Marker(包括各家进口品牌)的通行做法。
一页速查:体系与胶浓度怎么选
相当一部分「跑不准」,其实是体系选错了。常规参考:
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分离胶浓度(以 Tris-Glycine 为例):6% 对应 30~300 kDa,10% 对应 15~100 kDa,15% 对应 5~50 kDa,按目标蛋白落区间选。
最后,说说选 Marker 这件事
原理理顺、变量控住之后,如果一支 Marker 仍然跨体系漂移大、批次间不稳定、背景不干净——那才是产品本身的问题,值得换。
选型时认准两点:一看是否经过 Tris-Glycine、Bis-Tris 等多种主流体系的严格校准(表观分子量以非预染标准品为参照、在既定电泳条件下标定,即第六节的方法);二看条带覆盖区间是否匹配自己的目标蛋白。
更稳妥的做法是「双 Marker 策略」:预染 Marker 盯电泳和转膜进程,非预染 Marker 做标准曲线定分子量——各司其职,互不将就。
最后一个小知识点,蛋白条带并不是越粗越好噢。随着蛋白质条带上样量不同,其上沿位置不变,下沿和中线位置随蛋白质量的增加而下移(冲),如下图,所以判断蛋白条带在哪个位置要记得看条带的上沿。
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X10116 彩色预染蛋白 Marker · 试用开放中
8~180 kDa、10 条带,覆盖常规蛋白区间,即用型直接上样;
70 kDa(橙红)+ 8 kDa(绿色)双参照带,泳道上眼一扫就锁定位置;
表观分子量以市售非预染标准品为参照、同胶校准标定。
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X10116 预染蛋白 Marker 的 SDS-PAGE 条带图谱
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结语
标尺稳了,数据才立得住。下次 Marker 再「跑歪」,先按这四类现象对号入座;要判断一支预染 Marker 到底准不准,记住——别比位置,用非预染校准。
内容策划:沈佳钰
内容审核:朱卿
题图来源:图虫创意
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